установления закономерностей формирования и обоснования методов расчета максимальных нагрузок;
	определения динамических параметров системы: крутильной податливости, скорости распространения упругой волны, скорости и времени нарастания максимальных пиковых нагрузок.

При исследовании максимальных крутильных нагрузок, возникающих в трансмиссии привода выемочной машины, на стенде были установлены сдвоенный редуктор 1 привода шнеков с двумя асинхронными электродвигателями 2 типа ЭДК3,5-УКР с номинальной мощностью по 70кВт каждый, выемочная машина 4 и 10 шнековых секций 3, передающих вращение от редуктора привода шнеков к исполнительным органам 7 выемочной машины. Выемочная машина имела два кинематически связанных исполнительных органа в виде барабанов с вертикальной осью вращения.

Общая длина трансмиссии от резца на исполнительном органе до ротора двигателя (длина пробега упругой волны в одну сторону) составила L=17м, в том числе длина валов шнековой трансмиссии, редуктора привода шнеков и выемочной машины соответственно составила 12,68м, 1м и 3,32м. Тензодатчики ТД1 и ТД2 были установлены соответственно на левом и правом валах редуктора привода шнеков. Запись крутящих моментов производилась осциллографом типа 9SO-1F2 фирмы RFT.

Необходимый уровень начальной нагрузки создавался тормозным устройством путём зажатия специальными тормозными колодками шкивов, установленных на исполнительных органах. В этих опытах средняя нагрузка на исполнительных органах устанавливалась такая, чтобы при ударе уменьшить вероятность раскрытия зазоров в зубчатых зацеплениях трансмиссии, а также для создания условий для развития волновых процессов формирования максимальных пиковых нагрузок. Условия экспериментов отличались друг от друга только установкой начальной средней нагрузки. Средняя мощность двигателей при работе машины записывалась самопишущим ваттметром типа Н379.

Ударные нагрузки создавались путём разрушения резца И90, устанавливаемого в кулак исполнительного органа, при встрече его с жёстким препятствием. Препятствие создавалось откидной стальной болванкой 6 (рис.1), поворачивающейся на оси во время установившегося вращения исполнительных органов. Для предотвращения сдвига выемочной машины от удара при преодолении жёсткого препятствия её корпус был притянут швеллером к установочной плите специальными шпильками.

При необходимости, разъединение ветвей трансмиссии производилось путём демонтажа конической передачи 5 в редукторе выемочной машины.

Средняя скорость распространения упругой волны по трансмиссии данной конструкции составляет 1080м/с [3],а среднее время пробега упругой волной от исполнительного органа до ротора электродвигателя можно определить как: ? = L / a = 0,016с.

В таблице 1 приняты следующие обозначения измеряемых показателей (все параметры приведены к ротору двигателя): N – предварительная начальная средняя нагрузка, создаваемая путём зажатия тормозными колодками шкивов, установленных на исполнительных органах, кВт; ?_нач – начальная угловая скорость двигателя, соответствующая начальному моменту М_нач по его механической характеристике, рад/с; M_нач – начальный крутящий момент в системе, предшествующий возникшему упругому импульсу, Нм; М_max – максимальный крутящий момент в трансмиссии, измеренный в опытах по осциллограммам, Нм: М_max= М_нач + М_дин ; М_дин – динамическая составляющая максимальной нагрузки, Нм; t_нн - время нарастания нагрузки, с; V_нн – скорость нарастания нагрузки, Нм/с: V_нн = М_дин / t_нн; М_имп – расчётное (теоретическое) значение динамической составляющей максимальной нагрузки, соответствующее действию первой упругой волны по расчётам, выполненным в работе [4], Нм.

М_?нач. = М_{нач.лев.}+ М_{нач.прав.};

М_max.лев.,М_max.прав.,М_?max. – максимальные крутящие моменты в импульсе соответственно в левой и в правой ветвях и суммарный максимальный крутящий момент в трансмиссии, Нм; М_{дин.лев.}, М_{дин.прав.}, М_?дин. – динамическая составляющая максимальной нагрузки, полученная в опытах, соответственно в левой и в правой ветвях, и суммарный динамический момент в системе, Нм; V_нн.лев., V_{нн.прав.}, V_?ннп. – скорость нарастания нагрузки в левой и в правой ветвях и суммарная в системе, Нм/с.

Из приведенных в таблицах 1 и 2 данных видно, что время нарастания нагрузки t_нн не превышает 3?: t_нн<3?. ??о объясняется отсутствием развития в полной мере волнового процесса формирования максимальной нагрузки М_max в сечении вала, примыкающем к электродвигателю, когда через время 3? от момента встречи с жёстким препятствием вслед за прохождением первой упругой волны должно накладываться действие второй упругой волны. Волновой процесс формирования максимальной нагрузки может иметь несколько этапов нарастания через промежутки времени, равные 2?.

Максимальное значение крутящего момента М_max в импульсе, приведшем к поломке конической передачи 5, рис.1 в трансмиссии, достигнуто в опыте №5 при самом высоком значении начального крутящего момента М_нач.5 и самом низком значении динамической составляющей М_дин.5 в системе с одной ветвью трансмиссии.

Максимальное значение динамической составляющей М_дин импульса получилось в опыте №1, но при значительно меньшем значении начального крутящего момента М_нач.1 .

При максимально достигнутой скорости нарастания нагрузки в опыте №5 время нарастания составило: t_нн = 0.017с. В этом случае длина переднего фронта по валу оценочно составляет l_ф = t_нн•a = 18,4м, в то время, как общая длина трансмиссии от исполнительного органа до ротора двигателя не превышала 17м.

По всей вероятности, этим в основном и объясняются некоторые нелинейности переднего и заднего фронтов упругой волны, когда в трансмиссии длиной L меньше l_ф происходит частичное наложение отражённой упругой волны от близко расположенного ротора двигателя, а также условиями зажатия шкивов в момент нарастания нагрузки.

Для длин трансмиссии L > l_ф искажения в формировании импульсных нагрузок будут меньше.

М_имп = 2?_нач /? ,

где k₁ – податливость единицы длины трансмиссии, 1/Нм²; k₂ – момент инерции единицы длины трансмиссии, Н.с².

Для рассматриваемой установки k₁ = 2,82•10^-4 1/Нм², k₂ = 32,6•10^-4 Нс², ? = 0,294 1/Нмс, а расчётное значение максимальной амплитуды импульса при номинальных начальных условиях составляет М_имп = 1040 Нм.

В таблицах 1 и 2 приведены расчётные значения амплитуды первого импульса М_имп упругой волны для сравнения с экспериментальными данными по динамической составляющей М_дин максимальной ударной нагрузки М_max.

Из данных таблицы 2 следует, что при работе двух параллельных ветвей трансмиссии, кинематически связанных у исполнительного органа, препятствие преодолевается двумя ветвями одновременно за один и тот же отрезок времени нарастания нагрузки t_нн, но динамические составляющие максимальной нагрузки (импульсы) в ветвях трансмиссии могут быть как равными так и неравными по амплитуде, рис.3.

Скорости нарастания нагрузки V_нн.лев. и V_{нн.прав.} в каждой из ветвей пропорциональны возникшим в них динамическим импульсам нагрузки М_{дин.лев.} и М_{дин.прав.}, так как время нарастания нагрузки t_нн одно и тоже, как для каждой ветви в отдельности, так и для системы в целом, а скорость нарастания V_?нн. суммарной нагрузки М_?дин.в сдвоенной трансмиссии такого же порядка, как если бы трансмиссия состояла из одной ветви: V_нн.лев. + V_{нн.прав.} = V_?нн..

В тех случаях, когда в обеих ветвях трансмиссии возникают равные импульсы (М_{дин.лев.} = М_{дин.прав.}), то скорости нарастания импульсной нагрузки в них тоже одинаковы и равны половине значения скорости нарастания суммарной импульсной нагрузки в трансмиссии: V_нн.лев. = V_{нн.прав.} = 0,5V_?нн.

1. даже в жёстких условиях стопорения при стендовых исследованиях процесса формирования максимальных импульсных нагрузок развитие волнового процесса в полной мере не наблюдалось;

2. некоторое влияние волнового процесса проявляется в виде частичного наложения отражённой первой упругой волны, увеличения времени нарастания и удержания импульсной нагрузки, появления существенных нелинейностей в верхней части переднего и заднего фронтов упругой волны, а также в виде затягивания заднего фронта упругой волны;

3. время формирования t_нн ударного импульса в относительно короткой экспериментальной установке в сечении вала, примыкающем к ротору двигателя, не превышало 3?;

4. значения амплитуды импульсов М_имп упругой волны, полученные расчётным путём, хорошо согласуются с экспериментальными данными измерений динамической составляющей М_дин максимальных пиковых нагрузок М_max;

5. при работе двух параллельных, кинематически связанных у исполнительного органа ветвей трансмиссии ударная нагрузка воспринимается в общем случае двумя ветвями неодинаково.

1. Р.Е.Пасынков, В.Б.Молчанов. Состояние и перспективы развития бурошнековой техники. Ж. “Уголь Украины”, №7, 1996г. С.23-27.

2. В.Б.Молчанов, Р.Е.Пасынков. Создание бурошенковой машины для разработки тонких пластов. Мiжнародна конференцiя, “Сучаснi шляхи розвитку гiрничого обладнання i технологiй переробки мiнеральноi сировини”, присвячена 60-рiччю кафедри гiрничих машин. Днiпропетровськ – 1997 р. С.53-54.

3. Г.Г.Бойко, М.Ф.Зверев. Определение скорости распространения упругой деформации сдвига в шнековых валах. Ж. “Горные машины и автоматика”, №7, 1975 г., ЦНИЭИуголь, Москва. С.35-37.

4. А.А.Ахмедов, А.И.Мамедов, Н.Х.Алиев, Г.Г.Бойко. Исследование переходного процесса в электроприводе, включающем звено с распределёнными параметрами. Ж. “За технический прогресс”, №9, Баку, 1975г. С.22-24.